JPS5856956B2 - 電離箱ｘ線検出器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電離箱Ｘ線検出器に係わり、殊に１次元的に整
列した改善された平行板電離箱に関する。

米国特許出願第５４４１７１号及び第６１６９３０号（
日本国特許願昭５１−０１８５４１号及び昭５１−１１
３７９１号）は高圧キセノンガスを含んだ整列された電
離箱型Ｘ線検出器を記載している。

これ等の検出器の好ましい具体例では線状に整列して平
行板電極を含み、これ等電極が空間的に区分された一連
の検出隔室を区画している。

整列された電極板を一つおきに電子流検知器に接続し、
これより生ずる信号を利用してＸ線強度の空間分布を計
算することができる。

例えば、この種の検出器はコンピユータ化されたＸ線軸
方向断層写真装置に使うのに特に適している。

上述の検出器整列体の平行板電極は比較的大きな電位差
にて近接して動作する。

その為、板電極に機械的振動が伝達されると電極間のキ
ャパシタンスが無視し得ぬ変動を起しこれによってマイ
クロホニックな電流変化が導入されてこれが電流検知電
子機器内で検出されるところからＸ線測定に誤差が生ず
る恐れがある。

電極を電離箱内に装着するのに普通便われているガラス
又はセラミック絶縁体はこうした機械的振動を検出器隔
室内で伝達する傾向がある。

電極を電離箱内に支持し絶縁するのにプラスチックの樹
脂や複合材料が使われている。

しかへ従来技術の多くの誘電体はＸ線電磁エネルギの存
在下では比較的高い光導電効果を示す。

こうした光導電的電流がキセノンガス中の電離電流と組
み合わされるため上記の検出器整列体の出力信号に誤差
が生ずる。

本発明によって、改善された多房平行板型電離箱整列体
が提供される。

整列体の電極はガラス繊維ストランドで補強されたシリ
コーン樹脂の板で互いに分離され絶縁されている。

シリコーン樹脂は機械的振動を減衰するに十分な弾性を
有し、該樹脂がなかった場合には検出器整列体に沿って
伝達されるであろうところの機械的振動を減衰する。

更に、本発明によるシリコーン−ガラス繊維誘電体中の
Ｘ線光導電電流は従来技術の他の誘電性樹脂に於けるよ
りも数桁も小さいことが判った。

それ故、シリコーン−ガラス繊維材料を使うと誘電絶縁
体に起因する誤差信号を減少る傾向がある。

本発明の特性と考えられる新規な特徴は特許請求の範囲
に開示されている。

図面と関連した以下の詳細な説明から、本発明並びにそ
の目的及び利点がより理解されよう。

上記に参照した両特許出願にはＸ線断層写真装置と共に
使用するための電離箱整列体が記載されている。

検出器は圧力約１０気圧乃至５０気圧のキセノン検出器
ガス体内に平行板電極を支持して含む。

Ｘ線光子が検出器ガスに衝撃して電極板の間に電子−イ
オン対を発生する。

隣接する電極板間に電位を印加すると電子とイオンが反
対電極に引っばられて電極間に正味電流の流れが生ずる
。

従って、電極間を流れる電流はこうした電極近辺で相互
作用を為すＸ線光子の総数の関数ど成る。

上記特許の発明のＸ線検出器は電離箱領域内で動作し、
検出器隔室内の電流が該隔室内のＸ線強度の一次関数と
なるが、電界は電荷担体の増倍を起すに不十分である。

上述の検出器整列体の電極は比較的大きな電位差で動作
する密な間隔で配置された平行板キャパシタを形成して
いる。

平行板の機械的振動は平行板の間のキャパシタンスを変
動する傾向があるため外部検出器回路中にマイクロホニ
ック電流を誘発する。

この現象は多くの点でコンデンサマイクロホンの動作と
類似してトリ、検出器整列体の出力に無視できないラン
ダム誤差電流を導入する傾向がある。

前述の整列体中の平行板電極は誘電体柱によって支持さ
れ絶縁されてち一す、該柱は例えばガラス、セラミック
又はプラスチック樹脂から戊ることができる。

Ｘ線光子が誘電体柱に衝撃すると光電流を誘発し、この
光電流が電極間に流れるのでキセノンガス中の電離電流
と区別できなくなる。

これ等の光電流も又測定誤差のもととなる可能性があり
、例えば断層写真のＸＭＭ過テータの正確な測定と影像
形成を妨害する恐れがある。

第１乃至３図は本発明の改善された電離箱整列体である
。

複数の平行金属板カソード１２が支持棒２０上にあって
平行金属アノード１００間に積み重ねられる。

アノード１０ルびカソード１２は誘電体薄板１６及び１
９（より詳しくは後述）によって分離され実質的に平行
な検出器隔室１３を形成している。

保護環電極１４が絶縁体１６及び１９に於いて平行電極
１０及び１２の間に配置され、さもなくば検出器測定を
妨害する恐れある表面電流を排流する。

アノード１０、カソード１２、電気絶縁体１６及び１９
並びに保護環１４は金属性支持棒２０上に積み重ねられ
ナツト２２によって圧縮下に置かれる。

各アノード１０は電流検知回路２６に電気的に接線され
、この回路から該アノードから流れる電流に比例した出
力信号が発生される。

カソード１２は電源２８の負の端子に並列に接続されて
いる。

電源２８の正の端子はアノード１０と直列に保護環１４
及び電流検知回路２６に接続される。

絶縁体１６及び１９はガラス繊維で補強されたシリコー
ン樹脂の薄板から成る。

例えば、絶縁体１６及び１９はＡｍｅｒｉｃａｎ Ｃ
ｙａｎａｎｉｉｄ Ｃｏ 、 。

Ｗａｙｎｅ、Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙによって製造される
Ｆ ｉｂｅｒ−ｇｌａｓｓ （登録商標）補強シリコー
ン樹脂（ＮＥＭＡ等級Ｇ−７）から形成できる。

この材料はＸ線光子によって誘発される光電流に対して
比較的鈍感であることが判った。

ｆ１斤として、真空中で絶縁体の試料中に８ｍＲ／秒
、９０ＫＶＰのＸ線ヒームを入射して誘発される光電流
を表１に示す。

表１ 材 料 電圧（０光電流（ａｍｐ）０．７５ｍ
ｍテフロン （ポリテトラフルオ ロエチレン）シート アクリル系プラスチ ック棒 ４００ １．１ｘ１０−１１ ４００ １．６ｘ１０−１１ シリコーン Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ ４００〜１×１０４３シー
ト（Ｇ−７） 上表からして、本発明のシリコーン−ガラス繊維絶縁物
は従来の通常の絶縁用プラスチックよりも１桁乃至２桁
もＸ線光導電効果に対して抵抗性である。

又、該誘電体は比較的弾性体でもあるから、さもなくば
検出器中のマイクロホニック電流の発生に寄与するであ
ろうところの電気板中に生ずる振動をは減衰する傾向が
ある。

検出器整列体を湾曲させて近側点源から発出するＸ線光
子が検出器板に比較的平行な方向から各隔室に入るよう
にすることがしばしば望１れる。

こうすることによって、Ｘ線光子と相互作用する検出器
ガスの容量及び検出器整列体の効率が増大する。

本発明の整列体は誘電体薄板１９の一部又は全部をテー
パ付けしてこのように湾曲させ検出器信号の隣接帯間に
角度的分離を提供しうる。

金属支持棒２０は検出器整列体の半径に従って湾曲させ
、ナイロン又は他の誘電体材料のスリーブ２４によって
絶縁することができる。

本発明をより容易に実施できるよう例示すると典型的に
は約３．７間の複数センタ上に１２７個の検出器隔室を
間隔をお・いて設けてなる。

個々のカソード及びアノード板はｏ、 ｏ ５ｍｍ厚の
タングステン又はモリブデンから成る。

整列体の四番目毎のシリコーン−ガラス繊維絶縁体１９
を研摩してテーパ付けし若干の湾曲を形威し、これによ
って整列体は軸方向Ｘ線断層写真用に使用される種類の
Ｘ線点源上に焦点を合わされる。

本発明の機械的構成及びシリコーン−ガラス繊維絶縁材
の使用によって、従来技術の整列体よりもマイクロホニ
ック電流誤差及び光導電電流誤差に対する敏感度が実質
的に小さい電離箱整列体の構成が可能となる。

本発明を好昔しい具体例について記述したけれども、当
業者には多くの変形・変化が容易に想到されよう。

例えば、検出器整列体の個々の電極をカソード及びアノ
ードと記述したが、電極の極性を逆にしてもよいし、又
、検出器の動作に無視できぬ影響を及ぼすことなく他の
変化を加えることもできる点を理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電離箱整列体の頂面図、第２図は第１
図の検出器整列体の側面図、そして第３図は第１及び第
２図の整列体中に使われる支持構造物の部分断面図であ
る。 １０・・・アノード、１２・・・カソード、１４・・・
保護環電極、１３・・・検出器隔室、１６．１９・・・
誘電体、２０・・・支持棒、２６・・・検知回路、２８
・・・電源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 実質的に平行な金属板カソードと実質的に平行な金
   属板アノードの複数個が交互に等距離で配置されて成る
   形式の整列された複数の電離箱隔室を含む電離箱×線検
   出器に於いて、シリコーン樹脂とガラス繊維の複合物か
   ら成る誘電体薄板が隣接する前記アノードと前記カソー
   ドの間に配置されたことにより前記カソードと前記アノ
   ードのマイクロホニック振動が減衰されかつＸ線によっ
   て前記カソードと前記アノードの間に誘導される光電流
   が実質的に消去されることを特徴とする電離箱Ｘ線検出
   器。 ２ 前記誘電体薄板が前記カソードとアノードの全長に
   沿って入射Ｘ線ビームの方向とほぼ平行に延びてる特許
   請求の範囲第１項記載の電離箱Ｘ線検出器。 ３ 前記誘電体薄板の１板又はそれ以上が入射Ｘ線ビー
   ムにほぼ平行な平面内にてテーパしこれにより隣接する
   検出器隔室間に角度的分離がもたらされる特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の電離箱Ｘ線検出器。 ４ 実質的に平行な金属板カソードと実質的に平行な金
   属板アノードの複数個が交互に等距離で配置されて成る
   形成の整列された複数の電離箱隔室を含む電離箱Ｘ線検
   出器に於て、シリコン樹脂とガラス繊維の複合物から成
   る誘電体薄板を隣接する前記アノードと前記カソードの
   間に配置１−５たことにより、前記カソードと前記アノ
   ードのマイクロホニック振動が減衰されかつＸ線によっ
   て前記カソードと前記アノードの間に誘導される光電流
   が実質的に消去され、 更に、前記アノードと前記カソードの間で前記誘電体薄
   板に導電柱の保護環電極を配置し、かつ電圧源に接続し
   て前記アノードと前記保護環電極を前記カソードに対し
   て第１の電位に維持したことにより、前記カソードを前
   記アノードとの間に発生した電子とイオンが該両者に誘
   引されると共に、前記誘電体薄板中に生じた漏洩電流が
   前記保護環電極に排流されることを特徴とする電離箱Ｘ
   線検出器。